L w: tổn hao của bức tường thứ w.
2.2 TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG PHỤC VỤ
Tính toán lưu lượng phục vụ là một nhiệm vụ rất quan trọng cho việc thiết lập một trạm mới, bởi việc tính toán không tốt sẽ ảnh hưởng rất lớn tới khả năng phục vụ của hệ thống. Khi tính toán đưa ra thiết kế thiếu tài nguyên thì sẽ không đủ phục vụ nhu cầu và sẽ xảy ra tình trạng không thể thực hiện được cuộc gọi, còn khi thừa tài nguyên sẽ xảy ra tình trạng không
bao giờ sử dụng hết tài nguyên, gây lãng phí tài nguyên tần số mà tài nguyên này là rất quý giá và cũng gây lãng phí chi phí thiết bị. Tính toán lưu lượng nhằm mục đích đưa ra những quyết định sau:
• Xác định số tế bào cần sử dụng cho hệ thống;
• Xác định số tần số phục vụ, để đảm bảo yêu cầu khắt khe
nhất;
• Xác định xác suất nghẽn;
• Xác định khả năng phục vụ và dự phòng khi nâng cấp.
Để xác định được những quyết định trên, việc tính toán sẽ cần phải dựa vào những thông tin khảo sát ban đầu về nhu cầu phục vụ cần thiết và tối đa trong tòa nhà khi bình thường hay khi có sự kiện.
Trong lĩnh vực giao thông vận tải, đường trục để cho cựng lỳc nhiều xe cộ đi tới mọi nơi. Hiệu quả sử dụng đường trục lớn hơn rất nhiều so với những đường nhánh (đường chỉ nối từ địa phương này sang địa phương khác). Nếu liên lạc trờn kờnh vô tuyến dành riêng, thì phần lớn thời gian kênh vô tuyến đó chỉ được sử dụng dành riêng cho một thuê bao đã chiếm kênh. Tài nguyên kênh vô tuyến là rất hạn chế, vì vậy cần phải có biện pháp quản lý, sử dụng loại tài nguyên này một cách hiệu quả.
Trong hệ thống thông tin di động tế bào cũng áp dụng nguyên lý đường trục này. Mỗi BTS có một số kênh vô tuyến được dùng chung cho nhiều người. Tỷ lệ người sử dụng trên số kênh càng cao thì dẫn tới hiệu suất sử dụng kênh vô tuyến càng tăng. Do mạng di động tế bào sử dụng kênh vô tuyến là hữu hạn vì vậy cần phải tái sử dụng lại tần số. Hiệu suất sử dụng phổ tần số sẽ càng cao hơn khi cùng một tần số sẽ được dùng nhiều lần ở những tế bào cách xa nhau. Nhưng nếu không tốt sẽ làm giảm chất lượng mạng một cách đáng kể do bởi nhiễu.
Lưu lượng: trong hệ thống viễn thông, lưu lượng là lượng tin tức được truyền dẫn qua cỏc kờnh thông tin.
Lưu lượng của một thuê bao được tính bằng Erl theo công thức sau: Lưu lượng của một thuê bao được tính bằng Erl theo công thức sau:
(2.19)
Trong đó
A: Lưu lượng thông tin trên một thuê bao (tính bằng Erlang); C: Số cuộc gọi trung bình trong một giờ của một thuê bao; T: Thời gian trung bình cho mỗi cuộc gọi (s);
C = 1 : Trung bình một người có một cuộc gọi trong một giờ; T = 120s : Thời gian giữ trung bình của 1 cuộc gọi là 2 phút;
= 33m Erlang/người sử dụng.
Như vậy, để phục vụ cho 1000 thuê bao cần phải có một lưu lượng là 33Erlang.
Nếu một kênh chiếm toàn bộ thời gian thỡ kờnh đú chiếm lưu lượng cực đại 1 Erlang. Vỡ kờnh vô tuyến là hữu hạn, người sử dụng cùng sử dụng chung kênh vô tuyến và truy nhập ngẫu nhiên theo thời gian vào kênh vô tuyến, nên sẽ xảy ra tình trạng kờnh đó bị chiếm mà vẫn có người sử dụng cố gắng truy nhập. Nên khi mà nhiều người cùng đồng thời truy nhập một kênh vô tuyến chỉ có một người có thể chiếm được kênh, còn lại những người sử dụng khác sẽ bị nghẽn. Vì vậy, ta sẽ có được mối liên hệ sau:
Lưu lượng muốn truyền = Lưu lượng được truyền + Lưu lượng nghẽn
Từ đây đưa ra khái niệm cấp phục vụ GoS, GoS tỷ lệ với số lần bị từ chối của thuê bao khi chiếm kênh (tỷ lệ với nghẽn) hay GoS cùng nghĩa với xác suất nghẽn. Để hiệu suất sử dụng kênh cao thì xác suất nghẽn phải thấp. Mối liên hệ giữa lưu lượng và xác xuất bị nghẽn có thể thấy trong hình 2.1.
Hình 2.1 - Mối liên hệ giữa xác xuất bị nghẽn GoS, lưu lượng muốn truyền và lưu lượng được truyền Giả sử:
- Lưu lượng muốn truyền là: A (lưu lượng muốn truyền); - Lưu lượng bị nghẽn: A*GoS (lưu lượng mất đi);
- Lưu lượng được truyền A*(1-GoS) (lưu lượng được phục vụ).
Mạng di động tế bào để có thể hoạt động với hiệu suất cao thường có GoS = 2% nghĩa là tối đa 2% lưu lượng bị nghẽn và tối thiểu 98% lưu lượng phải được truyền.
Trong hệ thống mạng di động tế bào, việc tính toán ước lượng số thuê bao được truyền, bị nghẽn dựa theo mô hình Erlang B. Nghĩa là thuê bao không hề gọi lại khi có cuộc gọi không thành công đồng thời giả thiết rằng phân bố xác suất cuộc gọi theo luật ngẫu nhiên Poison, số người dùng
rất lớn hơn số kênh dùng chung, không có kênh dự trữ dựng riờng, cuộc gọi bị nghẽn không được gọi lại ngay.
Mô hình Erlang B là mô hình thích hợp hơn cả cho mạng GSM. Từ các công thức toán học người ta lập ra bảng Erlang B cho tiện dụng. Bảng Erlang B dùng để tra cứu lưu lượng được truyền tương ứng với số kênh dùng chung và cấp phục vụ.
Một ví dụ để thấy rõ phương pháp tính lưu lượng trên. Giả sử:
GoS = 2%.
Thời gian giữ cuộc gọi trung bình là 120s cần 33 mErl/thuờ bao.
Tổng số sóng mang sử dụng là 4.
Sử dụng 3 khe thời gian dành cho báo hiệu.
Vậy số kênh còn lại khả dụng cho TCH là 4*8 - 3 = 29 kênh.
Sử dụng bảng Erlang B để tra với GoS = 0.02 và n = 29 ta nhận được lưu lượng có thể được phục vụ là: 21.039 Erlang.
Số thuê bao có thể được phục vụ là: 21039/33 = 637 thuê bao.